小麥耐逆基因TαNAC3和TαSIRT6功能研究.pdf

1、植物進化出了復雜的信號轉導機制產(chǎn)生旱脅迫響應。ABA作為關鍵調節(jié)因子，在旱脅迫下大量產(chǎn)生，激活ABA依賴的脅迫應答信號通路，提高抗旱能力。植物特有的NAC轉錄因子能調控植物的非生物脅迫抗性，但發(fā)現(xiàn)的特異性調控抗旱性的NAC轉錄因子還較少。另一方面，干旱等非生物脅迫會造成植物早衰。NAD+依賴的去乙?；窼IRTUIN在動物和酵母參與衰老等過程，但是它在植物中的作用還不清楚。
　　本實驗室利用不對稱體細胞雜交漸滲技術培育耐鹽抗旱漸滲

2、系小麥山融3號(SR3)。本實驗前期從SR3分離了一個NAC轉錄因子TαNAC3，本論文在此基礎上發(fā)現(xiàn)TαNAC3能通過增強ABA通路特異性提高抗旱性。另一方面，本論文從SR3中分離了小麥Sirtuin基因TαSIRT6的三個拷貝，并初步分析它們在植物的衰老延遲中作用。
　　1.小麥NAC轉錄因子TαNAC3特異性提高植物抗旱能力
　　實驗室前期從SR3中分離到了一個小麥NAC轉錄因子TαNAC3并構建了其過表達擬南芥株系。

3、本論文發(fā)現(xiàn)，TαNAC3在PEG處理下上調表達，表明TαNAC3可能參與旱脅迫響應。TαNAC3在細胞核與細胞質中均有分布，而當外源ABA處理促使其向細胞核轉移。TaNAC3過表達提高抗旱性;與野生型相比，TαNAC3過表達株系對甘露醇處理形成的滲透脅迫的抗性無顯著變化，而離體葉片的失水率明顯降低。結果暗示，TαNAC3可能不調控根系吸收水分能力，而通過促進氣孔關閉、降低蒸騰速率，提高抗旱性。
　　干旱脅迫下，植物通過大量合成AB

4、A促進氣孔關閉，降低蒸騰速率，減少水分喪失。結果顯示，與野生型相比，TαNAC3過表達株系對ABA的敏感增強，ABA合成和ABA依賴的脅迫信號轉導通路相關一些關鍵基因的表達量明顯提高。這表明，TαNAC3可能通過增強ABA通路提高抗旱性。序列分析顯示，TαNAC3過表達株系中這些表達變化的ABA通路相關基因的啟動子區(qū)域均含有NAC轉錄因了結合的核心元件，暗示這些基因可能包括TαNAC3直接調控的靶基因。為了驗證這一假設，我們構建了酵母單

5、雜交相關載體，并獲得了TαNAC3原核表達蛋白，用于后續(xù)的TαNAC3和基因啟動子互作分析。另一方面，我們克隆了TαNAC3啟動子，分析發(fā)現(xiàn)啟動子區(qū)含有ABA響應元件ABRE和旱響應的MYB轉錄因子結合位點MBS。綜上結果暗示，干旱和ABA誘導TαNAC3的表達，反過來進一步增強ABA通路，形成一個信號增強環(huán)路，提高抗旱性。
　　2.小麥NAD+依賴的去乙?；窽αSIRT6延緩衰老
　　為了分析NAD+依賴的去乙?；冈谥?/p>

6、物衰老中的作用，我們從SR3中克隆得了與酵母Sir2和哺乳動物SIRT6同源的Sirtuin基因TαSIRT6的三個拷貝SIRT6-1、SIRT6-2和SIRT6-3。結果發(fā)現(xiàn)，這三個拷貝存在一些SNP和Indel差異，導致編碼蛋白間存在序列長度和氨基酸殘基多態(tài)性差異。與哺乳動物SIRT6一樣，TαSIRT6的三個蛋白主要定位在細胞核中;然而TαSIRT6-2同時定位在細胞質中，暗示其功能的特殊性。TαSIRT6-1和TαSIRT6-2